现有的航路运行模式分析论文_王晓天

现有的航路运行模式分析论文_王晓天

摘 要:随着我国民航事业的飞速发展,航班流量持续增长,在我国现有空域管理体制下,有限的民航可用空域资源与持续增长的飞行流量之间的矛盾变得愈发突出,给民航空管运行安全带来了前所未有的压力。为解决该问题,空管部门提出了应用单向循环进行航路改造的思路。本文对航路运行模式进行了仔细分析。

关键词:单向循环运行;传统双向运行;安全评估

引言:航路是由国家统一划定的具有一定宽度的空中通道。高有较完善的通信、导航设备,宽度通常为20KM。划定航路的目的是维护空中交通秩序,提高空间利用率,保证飞行安全。目前,航路运行模式主要可以分为传统双向运行模式,双向平行运行,空中立交桥运行模式,下面将一一对其进行介绍

1 传统双向运行模式

飞行高度层是以1013.25hPa气压面为基准的等压面,各等压面之间具有规定的气压差,简称高度层。其航线角应当从航线起点和转弯点量取。如航线的个别航段曲折,应当根据该航线总的方向确定。空管部门将飞行中的航空器配备在不同的高度层上,使航空器之间保持垂直间隔,用以维护飞行秩序,防止航空器相撞。

目前我国采取“东单西双”的高度层分配原则,并在2007年实行了RVSM即缩小垂直间隔。在我国,航空器在传统双向运行航路飞行时还应当实行侧向偏置。即在末实施雷达管制区域内的航路上,允许具备侧向偏置能力且使用GPS导航的航空器实施侧向偏置程序,在航路中心线向右平行偏置1海里或者2海里。是否实施侧向偏置由航空公司政策和机组决定,不需要向管制员进行报告。

在实施雷达管制的区域内,实施侧向偏置栏序应当得到管制员的批准,除非

得到管制员的批准,航空器不得在航线上实施横向偏置程序,也不得在雷达管制

空城内实施横向偏置程序。

当航空器遇上尾流或受到航空器机载防撞系统( ACAS)等系统警告干扰时,航空器驾驶员应当通知管制员以申请改变飞行高度层、航迹、速度,或者申请执

行偏置程序,向右偏置不超过2海里,以减缓尾流影响和航空器系统警告干扰。

管制始可以基于安全和减少尾流影响的考虑指挥具备自动偏置航迹能力的航空器在航路上实施横向偏置程序。管制员指挥航空器在航线上实施横向偏置程序应当征得军方的同意,并确保航线附近无影响飞行安全的活动。

2 双向平行航路运行模式

2.1 双向平行航路运行模式概念

所谓双向平行航路,是指以降低相对飞行碰撞风险为目的,通过采取拓宽相对飞行航空器之间的侧向间距而划设的2条相对较为规整的平行航线的组合。

双向平行航路概念的提出,主要是由于我国目前90%以上的航路均采用双向相对飞行的模式,航空器只能在毫无侧向水平间隔的航路航线内利用垂直间隔来确保航空器处于安全间隔范围内。然而,随着航班流量的持续增长以及近年来高空空域不安全事件的频频发生,管制部门越来越需要航空器之间能够建立起足够的侧向安全间隔,以弥补利用单一垂直间隔进行空中调配的不便。尽管2007年RVSM 高度层改革以来,空管部门在部分具备一定宽度的航路上采用了偏置飞行的调配方法以规避相撞风险,但狭窄的航路宽度依然不能满足民航管制部门的调配需要,此举仅仅是解决了部分防相撞问题而已。

2.2 双相平行航路运行模式优缺点

(1)双向平行航路的优势主要体现在以下几个方面:

第一是可以降低管制相对运行风险,往来航空器具备了一定的侧向安全间隔。

第二是降低了管制员、飞行员工作负荷,省去了偏置飞行指令的发布与执行环节。

第三是能够保持航路航线的非直线系数,基本不增加航空器绕行距离。

第四是平行航线单向运行能够有效缓解现行航路双向运行对头上升下降的矛盾,大幅提高安全保障水平,降低管制员的工作负荷。

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第五是增加了航线运行容量,随着管制员和飞行员逐渐习惯平行航线运行,实际运行容量将会逐渐增加;

第六是符合节能减排要求,平行航线有利于航空器按照最佳性能实施连续爬升或者下降,有效降低燃油消耗和减少二氧化碳排放;

(2)双向平行航路的劣势主要体现在以下几个方面:

第一是航班流密度无法通过窄距双向平行航线而均匀分布。在我国,通常情况下航路具有20km的宽度,将航路的2个外边沿改造为2条相对飞行的平行航线后,航班流密度仍然分布在狭窄的航路宽度范围内,并没有缓解局部空域繁忙的根本问题。

第二是功能型管制扇区的水平划设受到制约。当前京沪、京广等航路远远超越了欧美发达国家繁忙航路的容量水平,过于拥挤的航班密度也引发了管制扇区通信频率拥挤等系列问题。试图在窄距的2条平行航线之间进行往来分离的功能型水平管制扇区划设方法因不具备足够的扇区保护范围而难以实施。

第三是双向平行航线较难实现航空器的连续上升与连续下降。尽管在雷达管制环境下,侧向窄距平行航线给管制员指挥2架相对飞行的航空器穿越高度带来了可能,然而紧张的侧向安全裕度需要管制员高度集中注意力,稍有不慎就将造成小于安全间隔的局面,对穿高风险使管制员仍将窄距平行航线视为同航线相对飞行来处理,这也就使航空器较难实现连续上升与下降。

3 空中立交桥

3.1 空中立交桥概念

所谓"空中立交桥"就是指因多个固定飞行方向的航班流汇聚于某一飞行区域或某一航路点,在不改变航班流水平飞行航迹的情况下,将可用的垂直高度层固定分配给各个航班流向,使各个方向的航班流能够以平飞状态安全通过该区域或该航路点的空域使用方法。

3.2 空中立交桥优缺点

(1)有利方面

第一,通过立交桥的搭建,管制部门实现了飞行冲突调配程序化,利用工作程序的设计可以有效降低管制员人为差错所带来的运行风险,确保交叉冲突点的飞行安全。

第二,简化了管制工作中的内部协调环节,随机性的协调工作被移交协议以及工作程序所固化,降低了协调频度,减少了协调工作量,间接减轻了管制员的劳动负荷。

(2)不利方面

第一,浪费了垂直维度上的空域资源,制约了航路剖面承载容量通常情况下,管制部门将立交桥使用高度的限制延展至管制扇区边界,并写入管制移交协议,各管制扇区或管制单位必须要按照“以接收方意见为主”的移交原则进行航空器 移交,由此所引发的“你来我往”式的高度层限制条件大量产生[8-11]。这种运行方式无疑限制了高度层的选择,降低了空域使用效率,制约了航路承载容量。

第二,垂直高度层使用受限影响到水平维度的运行,在一定程度上影响了航班正常性在多条双向运行的航路交汇点所搭建的大型空中立交桥由于要考虑多个方向的交叉汇聚冲突,因此将有限的可用高度层分别分配给多个方向,有的方向的航班流只能获得一个高度层可用,当该方向的航班流面临只有一个高度层可用时,航班流必然受到航路水平移交间隔的约束,流量限制也就随即而产生。由此我们可以发现,空域资源在垂直维度上的浪费也会影响到水平维度的运行顺畅。

四 小结

我们应该在利用原有的方法分析航路运行模式的基础上,进一步考虑运行风险、容量分布、容量增长率等因素,更加进一步的研究航路运行模式,希望能对航路运行模式领域的知识有更加深入的了解和研究。

参考文献

[1] 丰宗旭. 空域特性及空域管理[J]. 空中交通管制,2002,(5):2-5.

[2] 苗旋. 应用单向循环模式 推动航路网规划实施[J]. 空中交通管制,2013,161(9):3-6.

[3] 潘卫军,陈亚青. 空中交通管制基础[M].成都;中国民航飞行学院,1998:42-45.

论文作者:王晓天

论文发表刊物:《科技中国》2018年3期

论文发表时间:2018/8/6

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